CC BY
55
УДК 553.98.061.4.001.8
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ НА ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫЕ СВОЙСТВА МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Е.И. Бочаров, Ю.М. Столбов
Томский филиал ФГУП «СНИИГГиМС»
E-mail: [email protected]
На примере продуктивных отложений мелового возраста, вскрытых Песцовой скв. 209 на территории Ямало-Ненецкого автономного округа, рассмотрены зависимости между петрофизическими параметрами: пористостью, объемной плотностью, проницаемостью и литогеохимическими характеристиками: содержанием урана, глинозема и величиной модуля U/Al203. Величины коэффициентов корреляции между объемной плотностью и содержанием глинозема, а также открытой пористостью и содержанием глинозема позволяют оценить интенсивность вторичного минералообразования в породах коллекторах.
Фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) пород коллекторов формируются на этапе как се-диментационного, так и постседиментационного их развития. До недавнего времени считалось, что основной вклад в ФЕС терригенных пород вносят седиментационные процессы. Однако в последнее время многие исследователи всё больше внимания уделяют постседиментационным процессам [1].
Уран принимает активное участие в процессах наложенного эпигенеза, поэтому исследование геохимического равновесия между ураном и глиноземом позволяет оценить интенсивность постседи-ментационных процессов на этапе формирования зоны аккумуляции углеводородов (УВ). Чем ниже величина модуля и/А1203, тем в большей степени породы были подвергнуты выщелачиванию углекислотными растворами [2]. При раскрытии зоны аккумуляции УВ и уменьшении парциального давления С02 в системе вода-порода pH растворов резко возрастает. Это приводит к выпадению из пластовых вод вторичных минералов.
Для оценки интенсивности вторичного минералообразования в породах коллекторах использовались величины коэффициентов корреляции (КК) между объемной плотностью и содержанием глинозема, а также открытой пористостью и содержанием глинозема. При отсутствии вторичного минералообразования в терригенных породах должна наблюдаться положительная корреляционная связь между объемной плотностью и глинозёмом и отрицательная - между открытой пористостью и глинозёмом. Инверсия этих зависимостей обусловлена, как правило, вторичным минералообразованием.
Такой комплексный анализ петрофизических и литогеохимических параметров позволяет дать оценку степени влияния постседиментационных процессов на ФЕС терригенных пород коллекторов.
Рассмотрим для примера результаты исследований петрофизических и литогеохимических характеристик образцов пород, отобранных в разрезе Песцовой скв. 209.
Разрез Песцовой скв. 209, пробуренной на территории Ямало-Ненецкого автономного округа,
был исследован по образцам керна, отобранным из интервалов: 3109,6...3126,3 м; 3624,6...3757,7 м, которые характеризуют пласты сортымской свиты.
Аналитические работы были выполнены на Томском исследовательском ядерном реакторе методом запаздывающих нейтронов, позволяющем измерить содержания урана и глинозема [3].
Интервал 3109,6...3126,3 м (сортымская свита -пласт БУ10) характеризуется песчаниками с редкими прослоями алевропесчаников.
Песчаники имеют светло-серые цвета с зеленоватым оттенком. Структура пород среднезернистая до крупнозернистой, участками мелкозернистая. Цемент пород карбонатно-глинистый. Текстуры однородные, реже волнистослоистые и горизонтальнослоистые. Слоистость образуется за счет пропластков, обогащенных укрупненными чешуйками слюд. Породы пористые. По всему разрезу интервала в них отмечается запах УВ.
0\1203> /°
Рис. 1. Зависимость объемной плотности от содержаний глинозема
Зависимость объемной плотности (ст) и открытой пористости (Кп) пород от содержаний глинозема (Сдю) для пород пласта БУ10 Песцовой скв. 209 показана на рис. 1 и 2. Видно, что плотность пород при уменьшении содержаний глинозема уменьшается, а открытая пористость растет. Величина КК в первом случае равна 0,55, а во втором--------------0,55. Та-
кой характер зависимости рассмотренных параметров свидетельствует о том, что отложения пласта БУ10 характеризуют молодую зону аккумуляции УВ, которую негативные постседиментационные процессы затронули слабо.
СА1203> %
Рис. 2. Зависимость открытой пористости от содержаний глинозема
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Кп, У-е.
Рис. 3. Зависимость проницаемости от открытой пористости
0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24
Модуль и/АЩ, у.е.
Рис. 4. Распределение модуля и/А1203
О несущественной роли процессов вторичного уплотнения свидетельствует и зависимость проницаемости (КПР) от открытой пористости (рис. 3), а также гистограмма распределения модуля и/А1203 для образцов пласта БУ10 Песцовой скв. 209 (рис. 4). Хорошо видно, что высокие значения проницаемости обусловлены развитием процессов наложенного эпигенеза в системе вода-порода, т. е. процессами, ответ-
ственными за первоначальный этап формирования зоны аккумуляции УВ. Именно такие литогеохимические параметры характерны для пород пластов, обладающих высокими емкостными свойствами.
Необходимо в связи с этим отметить, что в ачи-мовских и юрских отложениях пласты с такими параметрами могут сохраниться до наших дней только в том случае, если зона аккумуляции УВ в процессе эволюционного развития не раскрывалась, т. е. породы покрышек обладали высокими экранирующими свойствами.
Интервал 3624,6...3757,7 м (сортымская свита -пласты Ач5°, Ачд1, Ач6°) характеризуется отложениями, представленными сверху вниз чередованием аргиллитов, песчаников, алевроаргиллитов.
Песчаники имеют светло-серый цвет с зеленоватым оттенком, участками с буроватым оттенком (гл. 3707,5...3708,5 м). Структуры пород мелкозернистые (пласт Ач5°), переходящие вниз по разрезу в мелкосреднезернистые (пласт Ачз1) и разнозернистые (пласт Ач6°). Цемент пород гидрослюдисто-карбона-тный и карбонатный. По текстуре породы однородные, встречаются косоволнистослоистые, прерывисто косослоистые, реже горизонтальнослоистые. Слоистость пород обусловлена прослоями, обогащенными унифицированным растительным органическим веществом, слюдой и глинистым материалом. Породы исследуемых пластов плотные, крепкие, слабо микропористые. По всему изученному интервалу в породе отмечен слабый запах УВ.
2,6
2,5
ь
2,3
2,2 4---т-----т----т----т---т------т---т-----т-----
10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
Ом203! °/°
Рис. 5. Зависимость плотности от содержаний глинозема
Зависимость объемной плотности и открытой пористости пород от содержаний глинозема для пород пластов Ач5°, Ачз1, Ач6° Песцовой скв. 209 показана на рис. 5 и 6. Величина КК в первом случае равна
0,0004, а во втором-------0,022. Как уже отмечалось,
это свидетельствует о существенном влиянии вторичного минералообразования на ФЕС пород.
Об этом свидетельствует и характер зависимости проницаемости от открытой пористости (рис. 7), а также характер распределения модуля и/А1203 для образцов пород пластов Ач5°, Ачз1, Ач6° Песцовой скв. 209 (рис. 8).
; . ст = 2Ю-5СА|203 +2,3544
• • • •
• • • •
12
0) Ю
* 8
. .V •
—* " ; » . . Л* ••
• * •
• % • • •
Кп = -0,0346 СА|20з + 12,4740
■
1
Ж Й11
! Г ......К.'?..
Рис. 6. Зависимость открытой пористости от содержаний глинозема
Кп, у.е.
Рис. 7. Зависимость проницаемости от открытой пористости
0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 0,24
Модуль и/АЩ, у.е.
Рис. 8. Распределение модуля и/А1203
Приведенная информация убедительно свидетельствует о том, что на этапе формирования зоны аккумуляции УВ в ачимовских отложениях процессы наложенного эпигенеза оказали достаточно сильное положительное влияние на развитие ФЕС пород. Однако, на более позднем этапе развития этой зоны процессы вторичного минералообразо-вания привели к существенному ухудшению емкостных свойств пород ачимовских отложений. Это могло быть обусловлено раскрытием зоны аккумуляции УВ в ачимовских отложениях.
Таким образом, проведенные исследования свидетельствуют о том, что высокие фильтрационно-емкостные свойства пород в молодых, с точки зрения эволюционного возраста, зонах аккумуляции УВ обусловлены преобладанием процессов эпигенетического выщелачивания над процессами вторичного минералообразования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Лебедев Б.А. Геохимия эпигенетических процессов в осадочных бассейнах. - Л.: Недра, 1992. - 239 с.
2. Столбов Ю.М., Фомин Ю.А., Столбова Н.Ф. Возможность применения прикладной геохимии урана при исследовании процессов наложенного эпигенеза терригенных отложений Западной Сибири // Геохимическое моделирование и материн-
ские породы нефтегазоносных бассейнов России и стран СНГ: Труды II Междунар. конф. - СПб.: Изд-во ВНИГРИ, 2000. -С. 160-171.
3. Определение урана методом запаздывающих нейтронов / Инструкция НСАМ. - М.: Мингео СССР, 1982. - 100 с.
Поступила 6.12.2006г.
